三栖飞车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆和飞行器技术，特别是一种三栖飞车。
【背景技术】
[0002]研制飞车是人们一直追求的梦想，由来已久。迄今，现有的飞车大致有三类:①将固定翼飞机的机翼与车相组合的飞车，如美国Terrafugia公司研制的transit1n飞车；
②将类似于直升机的旋翼与车相组合的飞行车，如荷兰PALV Europe公司研发的PAL-V飞车；③将多个可倾转涵道螺旋桨与车相组合的飞车，如莫勒公司skyCarM400飞车，能垂直起降。①的飞车，陆行时，机翼需要折叠，或者要将机翼长方向后转到顺车身长；该类飞车起飞时仍需要滑跑不小的距离；该类飞车占空间尺度大。②的飞车，能垂直起降，但和传统直升机一样飞行速度慢。③的飞车，特别是可倾转式涵道螺旋桨的飞车，能垂直起降，且能和①的飞车差不多一样速度飞行。但是，上述三类飞车飞行时存在严重的缺陷，即车轮机构成为“死重”，而且风阻大；在陆地行驶时，机翼或旋翼机构成为“死重”，所以能量浪费严重，这太欠符合研制飞车的基本原则一代价要小且功效要佳。其次，现有的飞车，均无法在水上停留和航行，只能是陆空两栖飞车。
【发明内容】
[0003]为了克服现有飞车的上述缺陷，本实用新型设计一种三栖飞车，它的机翼连带涵道式风扇形车轮能象鸟翅一样收展，可更根据面临的处境，随时在陆、水、空之间灵活转换运动。
[0004]本实用新型通过下述技术方案实现。
[0005]图1是三栖飞车的构造示意图，也是三栖飞车陆栖时的示意图，图2是图1的左视图。如图1示，纵向轴5被联系于车身2上部；在轴5前部向前下方联接前机翼4，在前机翼4上设置前副翼4-1、前舵机4-1-1，前副翼4-1与前舵机4-1-1联系；在轴5后部向后下方联接后机翼9，在后机翼9上设置后副翼9-1、后舵机9-1-1，后副翼9-1与后舵机9_1_1联系；在轴5中部安装蜗轮6。如图1图2示，轴5、蜗轮6、前机翼4、后机翼9对称于车身2左右设置。如图1示，前机翼4的下部、后机翼9的下部分别靠在前挡块19、后挡块10。图3是图1的A-A剖视简图，图4是图1的B-B剖面简图。如图1图4示，一号电机8的定子固定于车身2内顶中部；蜗杆7与一号电机8的转子轴向联接，然后，蜗杆7的两端插入车身2内顶部上的挂耳2-1并配成转动配合；蜗杆7与蜗轮6配成传动配合，而且蜗杆7的左部7-1传动驱转蜗轮6的方向与蜗杆7的右部7-2传动驱转蜗轮6的方向相反。如图3示，在二号电机1-2的外转子外圆均布联接数个风扇叶片1-1，在风扇叶片1-1的顶端联接轮辋1-3，在轮辋1-3上安装轮胎1-4，车轮I如此构成。车轮I似涵道式风扇。在二号电机1-2的定子轴上安装电磁刹车器21，电磁刹车器21的刹车头与外二号电机1-2的外转子的端面对应。二号电机1-2的定子轴的右端联接于伺服电机20的外转子的外圆。伺服电机20的外转子的上端与减震器3的下端联接。如图1至图3示，前机翼4、后机翼9的下端与减震器3的上端联接。
[0006]如图1示，在车身2上设置操纵器18、驾驶员座椅17、拉推器15、智能控制器13(含计算机、驱动器、无线电台等)、蓄电池12、发电装置11，环境感知传感器(包括摄像头、激光雷达、GPS定位接收器等。在图中未画)、速度传感器(在图中未画)，蓄电池12与发电装置11用导线连接。操纵器18中含启动、运动(陆、水、空)模式切换、方向、油门、刹车、前舵机4-1-1、后舵机9-1-1、一号电机8及拉推器15操控装置，操纵器18中有操控(人控、遥控、自主控制)方式切换开关。起落板16的垂直板穿过车身2的底板并配成滑动配合，起落板16的垂直板的上端联结竖杆14，起落板16的水平板处于车身2的底板外。竖杆14与拉推器15配成传动配合。一号电机8、二号电机1-2、伺服电机20、前舵机4-1-1、后舵机9-1-1、操纵器18、拉推器15、环境感知传感器、速度传感器均与智能控制器13电连接。
[0007]对所述三栖飞车进行操控的方式有三种方式:人控、遥控、自主控制。人控，即驾驶员乘车直接操控操纵器18向智能控制器13发司令信号，智能控制器13再根据需要给各电机、各舵机、拉推器15通电或断电。遥控指人离开三栖飞车，用遥控器向智能控制器13发号司令。自主控制，是智能控制器13根据环境感知传感器、速度传感器和驾驶软件进行控制。
[0008]三栖飞车，如图1示，在陆上，智能控制器13给各二号电机1-2通相同的电(包括电压和电流大小或频率、电流方向)、不同的电，可使车以不同的速度前进、后退、转弯、绕垂直中心360°滚动旋转。车静止时，使拉推器15推出起落板16，车身2带着车轮I离开地面适当高度。然后，操控一号电机8转动驱转蜗杆7，蜗杆7传动蜗轮6，蜗轮6带转轴5，从而使前机翼4和后机翼9展开一些，以使车轮I远离车身2，接着操控伺服电机20以使车轮I转过不同角度，然后，可使车向任意方向平行移动。平行移动完后，通过反向操控使车轮1、起落板16归原位。前挡块19、后挡块10的作用是，三栖飞车在陆上前行时，大大减小前机翼4、后机翼9的根部所受力矩。要刹车时，先使二号电机1-2断电，接着，一方面利用二号电机1-2失电后的转动惯量发电回收能量同时产生制动力；另一方面智能控制器13驱动电磁刹车器21的刹车头抵触电机1-2的外转子的端面造成摩擦产生制动力。
[0009]三栖飞车若要从陆地升起并在空中飞行，智能控制器13先给拉推器15通正方向电，以向下推起落板16触地，直到车升起且车轮I离地，然后智能控制器13给一号电机8通电，从而使前机翼4和后机翼9完全展开，其上的车轮I也随着斜升至水平位(如图5示。图5是三栖飞车展开机翼后的俯视示意图)，这时三栖飞车象四旋翼飞机。智能控制器13给二号电机1-2通电，车轮I旋转，风扇叶片1-1旋动空气向下，三栖飞车垂直升起，升到某高度，通过控制各个车轮I旋转的转速和转向，可使三栖飞车象四旋翼飞机一样灵活运动。到达某高度，智能控制器13给伺服电机20通电，使车轮I逐渐向前倾转至车轮I的风扇叶片1-1扫略平面处于垂直方向(如图6示。图6是三栖飞车平飞时的俯视示意图)，在此过程，三栖飞车向前上方运动，直到平飞。三栖飞车平飞时，前机翼4和后机翼9产生升力，旋转的风扇叶片1-1提供推进力，而俯仰、方向及横向的控制，是智能控制器13对前舵机4-1-1、后舵机9-1-1联合操动以使对应的副翼适当偏转而实现的。三栖飞车平飞时，起落板16 —直不上收，起到一定的平尾和垂尾的作用。要使三栖飞车从平飞转为四旋翼飞机飞行模式，控制车轮I逐渐向上倾转至风扇叶片1-1扫略平面处于水平方向。三栖飞车降落，应从四旋翼飞机状降落。落地时，起落板16先着地，然后给一号电机8通电，使前机翼4和后机翼9收回至车身，最后收起落板16。
[0010]情况适合情况下，三栖飞车也能滑跑起飞以节省能耗。方法是，下推起落板16触地，直到车轮I离地，再使机翼(前机翼4和后机翼9)展开合适角度停止，收起落板16使车轮I着地。滑跑到一定速度，利用机翼产生的足够升力升起，这时车已获得了前飞惯性，车刚一离地，应立即迅速扭转车轮I使其端面朝前，以提供前飞动力，接着使机翼完全展开，进入正常飞行。
[0011]当三栖飞车进入较深水域时，靠浮力浮起后，先使前机翼4和后机翼9张开适当角度，接着控制车轮I使风扇叶片1-1扫略平面朝前(如图7图8示。图7是三栖飞车在水上时的示意图，图8是图7的左视图)，然后使车轮I旋转，起到类似划水螺旋桨推进器的作用，三栖飞车将向前航行。三栖飞车航速、航向的控制、原地旋转的控制、任意平移运动的控制，方法同在陆地行驶模式的。当三栖飞车处于动态水域时，根据水的运动速度和方向，调整各车轮I的风扇叶片1-1扫略平面方向和转速，可使三栖飞车在水上定点，这对执行水下探测、打捞等任务是难得的。
[0012]三栖飞车与在【背景技术】中所述的①飞车或②飞车相比:在陆上行驶时，①飞车空中推进螺旋桨机构或②飞车的旋翼机构、机翼或旋翼的折叠驱动机构、尾翼都是“死重”，共有三件“死重”，而且它们的机翼、尾翼都有不小的空气阻力。而三栖飞车在陆上行驶时，一号电机8、蜗杆7、蜗轮6、轴5组成的机翼4和机翼9的收展机构是“死重”，四个伺服电机20、起落板16及拉推器15也是“死重”，共有七件“死重”，比①飞车或②飞车的多四件“死重”。然而，“死重”件数多并不能表示总的“死重”质量值就大。比如，按现有技术常识估计，①飞车的空中推进螺旋桨机构的质量或②飞车旋翼机构的质量，不会小于三栖飞车的四个伺服电机20的。似乎有一个问题，三栖飞车的机翼也是“死重”，可是，此“死重”差不多与现有飞车上固定车轮的构件的“死重”相当，两者相比时，大可认为相抵消。所以，在陆上行驶时，三栖飞车总的“死重”质量和①飞车或②飞车的差不多一样。而且三栖飞车在陆上行驶时，没有机翼或旋翼、尾翼造成的空气阻力，而且占空间比①飞车或②飞车占空间小许多。在空中飞行，①飞车或②飞车的四个车轮成为“死重”，机翼或旋翼的折叠驱动机构也是“死重”。而三栖飞车在空中飞行，一号电机8、蜗杆7、蜗轮6、轴5组成的机翼4和